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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regler für kontinuierlichen Maximalwert


Autor: Bernhard (Gast)
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Hallo!
Bei den üblichen Regelalgorithmen gibt es ja immer einen Sollwert der 
durch Veränderung der Stellgröße erreicht werden soll.
Bei meiner Anwendung soll der Regler immer ein kontinuierliches Maximum 
am Ausgang durch Veränderung der Stellgröße ermitteln. Sogesehen ist der 
Sollwert variabel, bzw. der über einen Zeitraum X ermittelte 
Maximalwert.

Wie sollte man eine solche Regelung entwerfen? Es müsste ja theoretisch 
immer mal der Stellwert vergrößert oder verkleinert werden um dann 
wiederum festzustellen ob der Sollwert größer geworden ist.

Ich hoffe die Fragestellung ist soweit deutlich :)

Würde mich um Tips oder Gedankensnstöße dazu freuen.

Beste Grüße,

Bernhard

Autor: Klaus (Gast)
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Erzähl doch mal mehr um was es genau geht. Man kann zum Beispiel immer 
leicht "links" und "rechts" des Maximums regeln. Da diese Punkte leicht 
unter dem Maximum liegen, weiss man, dass man in der Mitte im Maximum 
ist. Also quasi die erste Ableitung auf 0 regeln (und die zweite 
Ableitung zur Detektion ob ein Minimum oder Maximum verwenden)

Autor: Bernhard (Gast)
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Es geht um einen Schwingkreis dessen Induktivität durch äußere Einflüsse 
immer verstimmt wird und sich dadurch die Resonsanzfrequenz ändert.
Der AVR kann über einen VCO die Frequenz einstellen und erhält über den 
A/D-Wandler den aktuellen Wert der Amplitude.
Ziel ist eine kontinuierliche Anpassung der Frequenz auf die (derzeit) 
maximal mögliche Amplitude.

Autor: Piet V.H. (Gast)
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> Ziel ist eine kontinuierliche Anpassung der Frequenz auf die (derzeit)
> maximal mögliche Amplitude.

So wirklich verstehe ich das Problem nicht. Du hast doch eigentlich 
alles was Du brauchst.
Um was für eine Applikation handelt es sich denn? Gibt es dabei noch 
weitere Randbedingungen?

Autor: Bernhard (Gast)
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Ich denke die Anwendung (Schwingkreis) ist genau genug beschrieben.

Bei einem Wertebereich von 0 - 1024 für die Stellgröße ist die maximale 
Amplitude z.B. bei 300.
Erfolgt nun eine Verstimmung der Induktivität durch z.B. eine Münze muss 
die Stellgröße angepasst werden damit dann für den Zeitpunkt die 
maximale Amplitude ermittelt werden kann (Maximalwert ist im Fall der 
Münze z.B. geringer als davor).
Die Frage ist wie man an das Problem am besten rangeht.
Am Anfang ist der Schwingkreis ja nicht eingestimmt, d.h. auch geringe 
Änderungen an der Frequenz führen nicht unbedingt zu einer messbaren 
Änderung der Amplitude. Da müsste sich der Algorithmus grob herantasten.
Sobald messbare Änderungen erkennbar sind wird die Auflösung feiner 
eingestellt und auf das Maximum geregelt.
Wobei mir nicht ganz klar ist wie man feststellt ob man über das Maximum 
hinausgeregelt hat oder ob es noch kommt, bzw. in welche "Richtung" man 
die Regelgröße verschiebt.

Beste Grüße,

Bernhard

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
>Ziel ist eine kontinuierliche Anpassung der Frequenz auf die (derzeit)
>maximal mögliche Amplitude.
Pmax ist doch dein Sollwert. Das ist das gleiche wie MPP bei 
Solaranlagen,
nur das es da einfacher geht weil man sofort merkt ob die Leistung fällt
oder steigt.
Du musst deinen VCO einfach komplett durchstimmen und dabei das Maximum
suchen. Darauf stellst du dann deinen VCO ein und beobachtest nur noch 
die
Amplitude. Wenn sie sich ändert kommt es jetzt auf deine Beobachtungen 
an,
was du tun musst um Max. erneut zu erreichen.
Wenn dafür keine einheitlichen Zusammenhänge bestehen kannst du nur den
VCO komplett neu durchstimmen und erneut das Max. suchen.
Sind Zusammenhänge erkennbar, packe sie in eine Formel und baue damit
einen Regler. FUZZY könnte noch ein weiterer Ansatz sein,
beruht aber auch auf deinen Erfahrungen/Beobachtungen.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Experte (Gast)
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Ist die Verstimmung stetig und monoton?

Autor: Tecnologic (Gast)
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Hi alle Zusammen,

wie Uwe schon meinte, würde ich auch den VCO nach einem Schema das 
komplette Band abtasten lassen und den Max. Wert suchen und so mit hast 
du dan ja gleich die Max. Amplitude eh schön gemessen.

Jenach dem wie Träge das System ist das du durch misst musst du hier bei 
natürlich auf Einschwingzeiten achten. Diese kannst du aber auch nutzen.
Wenn du jetzt den VCO von Min auf halbe Frequenz ziehst wesendlich 
schneler als die Einschwingzeit des Kreises, hast du den Mittel wert der 
Amplitude für diesen Teil des Bandes, das machst du mit dem Teil von 
Mitte bis Max Frequenz auch, und vergleichst der Mittelwert der höher 
ist, enthält zwangsläufig das Maximum, das kannst du belibig genau 
runter brechen. Das ist im Grunde nur ein Suchalgorithmus für das 
Maximum einer Zahlenfolge auf dein Problem adaptiert.

Einen Regler für dieses Problem gibt es in diesm Sinne nicht. denn du 
suchst Das Maximum und Weiß nicht in welcher richtung du gegen steuern 
musst um es zu finden. Diese Information bräuchte aber ein Regler.

Tec

Autor: yalu (Gast)
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Ich würde nicht auf das Maximum der Amplitude, sondern auf den Null-
durchgang der Phase regeln. Da die Phase bei der Resonanzfrequenz das
Vorzeichen wechselt, weiß man auch ohne Try-and-Error, in welche
Richtung man die Frequenz verändern muss.

Autor: PT (Gast)
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Hallo,

der Forumeintrag ist zwar schon etwas älter aber falls mal jmd danach 
sucht:

Extremwertregler oder Extremum Seeking Control (ESC) macht das. Gibt 
auch ein schönen Tutrial für Simulink auf Youtube:

Youtube-Video "Extremum Seeking Control in Simulink"

Autor: Name H. (hacky)
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> Es geht um einen Schwingkreis dessen Induktivität durch äußere Einflüsse
immer verstimmt wird und sich dadurch die Resonsanzfrequenz ändert.

Nun, das Ganze nennt sich AFC. Ein kontinuierlich arbeitender Regler. 
Man generiert Seitenbanden, indem man den VCO frequenzmoduliert, 
bedeutet, dem Steuereingang eine kleine Wechselspannung addiert. Nach 
einer Synchrondetektion geht man auf einen Integrator, der die Frequenz 
nachregelt. Der Regler regelt die beiden Seitenbanden auf gleiche 
Amplitude und steuert so den VCO in die Mitte der Resonanz. Es gibt 2 
Parameter. Die Modulationsfrequenz und Modulationsamplitude. Die 
Modulationsfrequenz besagt, wie weit weg die Seitenbanden sind, die 
sollten natuerlich noch in die Resonanz passen. Und die Ampltude besagt 
die Amplitude des Seitenbandes. Man kann gut bei -40 .. -50 dBc 
arbeiten, und somit das Nutzsignal sehr wenig stoeren.

: Bearbeitet durch User
Autor: M. K. (sylaina)
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Man sollte echt Threads automatisch schließen wenn da, ich sag mal, 12 
Monate kein neuer Eintrag hinzu kam, die rote Schrift hilft anscheinend 
nicht. Dieser Thread hier ist jetzt fast 10 Jahre alt.

Autor: Name H. (hacky)
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Das Thema ist interessant, vielleicht interessiert's ja irgendwann 
wieder jemanden. Die gezeigte Loesung ist uebrigens noch nicht erwaehnt 
worden und sehr elegant zum Problem.

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